專利名稱：秒指示電子鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電子鐘，特別是一種秒指示電子鐘。
背景技術(shù)：
中國實用新型專利96247228公布了“一種無指針電子鐘鐘盤”，它是由呈環(huán)形分布的12個兩位7段數(shù)碼管組成的“時”顯示發(fā)光管組、環(huán)形分布的60只LED發(fā)光管組成的“分”顯示發(fā)光管組及60只LED發(fā)光管組成“秒”顯示發(fā)光管組三個部分組成。分析該實用新型可以得知其存在以下缺陷1.時間的“時”顯示采用了多達(dá)24只數(shù)碼管，“分”和“秒”顯示采用了120只LED發(fā)光二極管，使成本提高，鐘面構(gòu)圖復(fù)雜；2.在鐘盤大小相同的情況下，由于受空間限制，該實用新型不可能使用較大的數(shù)碼管，因而可清楚辨認(rèn)數(shù)字的距離短；3.由于“時”顯示數(shù)碼管的安裝位置與傳統(tǒng)的鐘盤十二等分刻度位置是對應(yīng)的，與當(dāng)前時間對應(yīng)的數(shù)碼管只要發(fā)光，人們就能識別是幾點，因此，數(shù)碼管上顯示的數(shù)字顯得多余；4.在夜間觀察時間時，由于表盤缺少參照物，僅用發(fā)光二極管來顯示“分”難于快速準(zhǔn)確辨識；5.缺少日期顯示。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種計時精確，鐘面簡潔大方，顯示效果生動，成本低，使用壽命長并能顯示日期的秒指示電子鐘。
本實用新型的目的是通過如下途徑實現(xiàn)的本實用新型是在表盤的中央安裝有數(shù)字顯示“時”、“分”及“日期”的電子鐘顯示部分，它在表盤的周邊均勻分布有60只發(fā)光元件L1-L60，其控制電路還包括十進制計數(shù)器IC1、IC2和六反相器IC3及電阻R1-R10；發(fā)光管L1-L60構(gòu)成6×10矩陣連接，矩陣的第1列至第10列依次分別通過限流電阻R1-R10與計數(shù)器IC1的10個輸出端Q0-Q9連接，計數(shù)器IC2的6個輸出端Q0-Q5經(jīng)六反相器IC3的6個反相器依次分別與矩陣的第1行至第6行連接；IC1的計數(shù)脈沖輸入端CLK接電子鐘的1Hz信號，進位端Co接IC2的CLK端，IC2的Q6端連接復(fù)位端RST和IC1的復(fù)位端RST并與電子鐘的同步信號連接。
表盤上的60只發(fā)光元件(3)中的L26-L34，其控制電路包括十進制計數(shù)器IC1，IC4、IC5、IC7、IC8，雙D觸發(fā)器IC6，或門IC9、IC10、IC11，電阻R11、R12；發(fā)光元件L26-L34的正極依次分別與IC9、IC10、IC11的9個或門的輸出端連接，其負(fù)極互連后經(jīng)電阻R12連接至地，來自電子鐘電路的60Hz信號接IC4的CLK端，IC4的輸出端Q0輸出10Hz信號分別接至IC5、IC7、IC8的CLK端，IC5的進位端Co輸出1Hz信號接至IC6的CLK端，輸出端Q9輸出1Hz信號分別與IC7、IC8的使能端EN連接；IC6的輸出端Q與Q輸出的0.5Hz信號分別連接IC7、IC8的RST端；IC7、IC8的輸出端Q1-Q9，秒指示電路的9根列線依次分別與IC9、IC10、IC11的27個輸入端連接。
發(fā)光元件中的L26-L34采用雙色發(fā)光元件，發(fā)光元件L26-L34的第一正極依次分別與IC9、IC10、IC11的9個輸出端連接，IC8的9個輸出端Q1-Q9依次分別與L26-L34的第二正極連接。
表盤可為多邊形或圓形或橢圓形。
本實用新型具有鐘面簡潔大方，顯示效果生動，計時精確，夜視效果好，成本低，使用壽命長，顯示與指示相結(jié)合，兼實用和裝飾于一體的特點，既適用于廳堂居室和政府機關(guān)、企事業(yè)單位辦公室，也適用于銀行、賓館、車站、機場等公共場所。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型秒指示電路原理方框圖；圖3為本實用新型附加單色電子秒擺的秒指示電路原理方框圖；
圖4為本實用新型附加雙色電子秒擺的秒指示電路原理方框圖；圖5為本實用新型秒指示電路原理圖；圖6為本實用新型附加單色電子秒擺的秒指示電路原理圖；圖7為本實用新型附加雙色電子秒擺的秒指示電路原理圖。
具體實施方式
如圖2及圖5所示，本實用新型CD4017為CMOS十進制計數(shù)器集成電路，CD4069為CMOS六反相器集成電路，L1-L60為秒指示發(fā)光元件發(fā)光二極管(LED)。在電路中，L1-L60連接成6×10“矩陣”。即L60，L10，L20，L30，L40和L50的正極互連構(gòu)成矩陣的第一列，L1，L11，L21，L31，L41和L51的正極互連構(gòu)成矩陣的第二列，余下類推，共十列。L60和L1-L9的負(fù)極互連構(gòu)成矩陣的第一行，L10和L1-L9的負(fù)極互連構(gòu)成矩陣的第二行，余下類推，共六行。
IC1的輸出端Q0-Q9分別經(jīng)限流電阻R1-R10與矩陣的第1至第10列相連，IC2的輸出端Q0-Q5經(jīng)IC3倒相后分別與矩陣的第1至第6行相連。電路中，1Hz時鐘脈沖從IC1的CLK端輸入，同步信號輸入到IC1的RST端。IC1的進位端Co與IC2的CLK端相連；IC1和IC2的使能端EN接地；IC2的Q0輸出端與IC1和IC2的復(fù)位端RST相連。電路工作電源的正極和地分別接至IC1和IC2、IC3的電源輸入端Vcc和GND。
上述的CD4017的工作原理是在使能端EN為低電平時，在加入RST端正向復(fù)位脈沖后，Q0輸出高電平，其余輸出低電平。然后，在CLK端每輸入一個正向時鐘計數(shù)脈沖(下稱計數(shù)脈沖)，Q1-Q9依次分別輸出高電平，其余輸出低電平(包括Q0)。在第10個計數(shù)脈沖輸入后，回到復(fù)位狀態(tài)，即Q0為高平電，其余為低電平，同時Co端輸出一進位脈沖。
EN為高電平時，CD4017不工作，Q0-Q9均為低電平，也不輸出進位脈沖。
根據(jù)CD4017工作原理和電路具體連接，其整個電路的工作過程是不論電路初始狀態(tài)如何，在IC1的RST端輸入同步信號后，IC1和IC2被復(fù)位，IC1的Q0為高電平，IC2的Q0為高電平，IC3的01為低電平，L60被點亮，其余LED熄滅。此狀態(tài)下稱起始計數(shù)狀態(tài)，簡稱起始狀態(tài)。
之后，在IC1每輸入一個計數(shù)脈沖，Q1-Q9依次分別變?yōu)楦唠娖?，L1-L9端依次分別被點亮。
第10個計數(shù)脈沖輸入后，IC1 Q0為高電平，Co輸出的進位脈沖送至IC2 CLK端，使IC2 Q1變?yōu)楦唠娖?，IC3 O2變?yōu)榈碗娖?，O1、O3、O4、O5和O6為高電平，此時L10被點亮，其余熄滅。
依此類推，直至第59個計數(shù)脈沖從IC1 CLK端輸入后，L59被點亮，其余熄滅。
當(dāng)?shù)?0個計數(shù)脈沖輸入后，IC1 Q0變?yōu)楦唠娖?，它產(chǎn)生的第6個進位脈沖使IC2 Q6變?yōu)楦唠娖?，Q6的高電平迫使IC1和IC2復(fù)位。電路復(fù)位后回到起始狀態(tài)，即L60被點亮，其余熄滅。
計數(shù)脈沖的頻率為1Hz，因此上述過程的時間為60秒，第1個計數(shù)脈沖對應(yīng)時間的每一分鐘里的第1秒，第2個計數(shù)脈沖對應(yīng)第2秒，余下類推，反復(fù)循環(huán)，以此來指示時間的每一秒。
在上述電路基礎(chǔ)上加入相應(yīng)的控制電路即構(gòu)成了附帶單色電子秒擺的秒指示電子鐘，如圖3和圖6所示，CD4075為CMOS3×3輸入或門集成電路，CD4013為CMOS雙D觸發(fā)器集成電路，L1-L60為秒指示發(fā)光元件LED，同時L26-L34兼作單色電子秒擺發(fā)光元件。
如圖6所示，電路中除L26-L34外，L1-L25和L35-L60的連接方式不變，IC1、IC2和IC3的相互連接關(guān)系以及它們與發(fā)光元件矩陣的連接關(guān)系與圖5所示的完全相同。
a1、b1和c1至a9、b9和c9分別連接至IC11，IC10和IC9的9個三輸入或門的每一個的輸入端。這9個三輸入或門的9個輸出端依次分別與L26-L34的正極相連。L26-L34的負(fù)極互連后經(jīng)R12連接至電源地。IC4 CLK端連接60Hz輸入信號，Q6端與RST端相連，Q0端與IC4、IC7和IC8的CLK端相連。IC5的Q9端與IC7和IC8的RST端相連，Co端與IC6的CLK端相連。IC6的Q端與IC8的EN相連，Q端與D端相連后再與IC7的EN端連接。IC4的EN端，IC5的EN端和RST端以及IC6的R端和S端都與電源地相連。電路工作電源的正極和地分別連接至IC1-IC11的Vcc端和GND端。
CD4075的工作原理是在CD4075的三個三輸入或門中的任一個或門的三個輸入端中，只要有一個輸入是高電平，則這個或門的輸出為高電平，只有當(dāng)這個或門的三個輸入端均為低電平時，它的輸出才是低電平。
CD4013的工作原理是在RST端接低電平時，在CLK端輸入一個正向脈沖后，其輸出端Q的狀態(tài)等于這個正向脈沖輸入前D端的狀態(tài)。Q的狀態(tài)與Q互為相反。又因為電路中IC6的Q與D相連，因此CLK端每輸入一個脈沖，Q和Q的狀態(tài)便翻轉(zhuǎn)一次。
根據(jù)CD4017、CD4075和CD4013的工作原理和電路的具體連接關(guān)系，電路中的IC4為6分頻器，IC5為10分頻器，IC6為二分頻器。同此IC7和IC8的CLK端輸入的計數(shù)脈沖頻率為10Hz，RST端復(fù)位脈沖頻率為1Hz，EN端輸入的使能脈沖頻率為0.5Hz，IC7和IC8輪流工作(計數(shù))，間隔為1秒。IC7和IC8在工作時，它們輸出的高電平保持時間為0.1秒。
L26-L34是否顯示發(fā)光均取決于與它們對應(yīng)連接的或門的三個輸入端的狀態(tài)，每個或門的三個輸入端分別受三種信號控制，即分別是IC7、IC1和IC8對應(yīng)的輸出信號。
電子秒擺發(fā)光元件L26-L34的顯示過程描述如下，為方便描述，設(shè)當(dāng)前時刻為某時某分第22.0秒。根據(jù)上面對圖5電路的分析，此時，L22被點亮，同時，b7被箝位至1.8V，低電平。
在任一整數(shù)秒時刻，IC7、IC8被復(fù)位，a1-a9，c1-c9均為低電平，同時，b1-b9也為低電平，因此L26-L34均不發(fā)光。并且此時IC8EN端為低，IC7EN為高。
在22.1秒，IC8 Q1為高，即C1為高，L26點亮。
在22.2秒，Q2為高即C2為高，L27被點亮；
依此類推，在22.9秒，L34被點亮；在第23.0秒，IC8停止工作，IC7開始工作L26-L34均不亮。
從這22.1-23.0秒之間，電子秒擺L26-L34依次輪流分別顯示一遍，每個顯示元件顯示的時間為0.1秒，全部熄滅時間為0.1秒。整個過程為1秒，這一過程完成電子秒擺在1秒里從左至右顯示一遍。
同樣，在第23.1秒時，IC7 Q1為高，即a9為高，L34被點亮。在第23.2秒，IC7 Q2為高，即a8為高，L33被點亮，依此類推，在第23.9秒，L26被點亮。在第24.0秒，IC7停止工作，IC8工作，L34-L26均不亮。
在這23.1-24.0秒之間電子秒擺L34-L26依次輪流分別顯示一遍，每個顯示元件顯示的時間為0.1秒，全部熄滅時間為0.1秒，合計為1秒。這一過程完成電子秒擺在1秒內(nèi)從右向左顯示一遍。
如此類推，反復(fù)循環(huán)，電子秒擺以1秒為間隔，不斷從左至右，然后又從右向左依次輪流顯示，以達(dá)到模擬機械鐘擺擺動的效果。另外由于IC1、IC7和IC8的輸出信號采用或邏輯來共同控制L26-L34，因此，在每一分種的第26-34秒期間，對應(yīng)的秒指示元件L26-L34同樣相應(yīng)被點亮，從而達(dá)到秒指示與電子秒擺互不影響的效果。
如圖4和圖7所示，在上述單色電子秒擺的基礎(chǔ)上，將電子秒擺發(fā)光元件L26-L34換成雙色發(fā)光二極管，并對控制電路加以改變，就構(gòu)成雙色電子秒擺秒指示電子鐘。
雙色電子秒擺秒指示電子鐘中的L26-L34兼作秒指示發(fā)光元件。顯示效果互不影響。
雙色電子秒擺電子鐘與單色電子秒擺秒指示電子鐘電路基本相同，其區(qū)別在于IC9、IC10和IC11的九個三輸入或門的每一個只使用了二個輸入端，另一個輸入端接地。這九個或門的九個輸出端依次與雙色發(fā)光二極管L26-L34的第一正極相連，L26-L34的第二正極分別與IC8的九個輸出端Q1-Q9相連。
其工作原理與單色電子秒擺基本相同，其區(qū)別在于IC9、IC10和IC11的輸出端驅(qū)動的是L26-L34的第一正極，此時雙色發(fā)光二極管發(fā)第一種顏色的光(如綠光)，而IC8的輸出端驅(qū)動的是L26-L34的第二正極，此時雙色發(fā)光二極管發(fā)第二種顏色的光(如紅光)。
顯示效果是L1-L60每秒依次順時鐘指示，L26-L34從左向右顯示發(fā)第一種顏色的光，而從右向左顯示發(fā)第二種顏色的光。秒指示與雙色電子秒擺顯示互相不影響。
本實用新型也可制成大型的電子鐘，其中的發(fā)光元件可采用燈泡。
權(quán)利要求1.一種秒指示電子鐘，它是在表盤(1)的中央安裝有數(shù)字顯示“時”、“分”及“日期”的電子鐘顯示部分(2)，其特征是它在表盤(1)的周邊均勻分布有60只發(fā)光元件L1-L60(3)，其控制電路還包括十進制計數(shù)器IC1、IC2和六反相器IC3及電阻R1-R10；發(fā)光管L1-L60構(gòu)成6×10矩陣連接，矩陣的第1列至第10列依次分別通過限流電阻R1-R10與計數(shù)器IC1的10個輸出端Q0-Q9連接，計數(shù)器IC2的6個輸出端Q0-Q5經(jīng)六反相器IC3的6個反相器依次分別與矩陣的第1行至第6行連接；IC1的計數(shù)脈沖輸入端CLK接電子鐘的1Hz信號，進位端Co接IC2的CLK端，IC2的Q6端連接復(fù)位端RST和IC1的復(fù)位端RST并與電子鐘的同步信號連接。
2.如權(quán)利要求1所述秒指示電子鐘，其特征是表盤(1)上的60只發(fā)光元件(3)中的L26-L34，其控制電路包括十進制計數(shù)器IC1、IC4、IC5、IC7、IC8，雙D觸發(fā)器IC6，或門IC9、IC10、IC11，電阻R11、R12；發(fā)光管L26-L34的正極依次分別與IC9、IC10、IC11的9個或門的輸出端連接，其負(fù)極互連后經(jīng)電阻R12連接至地，來自電子鐘電路的60Hz信號接IC4的CLK端，IC4的輸出端Q0輸出10Hz信號分別接至IC5、IC7、IC8的CLK端，IC5的進位端Co輸出1Hz信號接至IC6的CLK端，輸出端Q9輸出1Hz信號分別與IC7、IC8的使能端EN連接；IC6的輸出端Q與Q輸出的0.5Hz信號分別連接IC7、IC8的RST端；IC7、IC8的輸出端Q1-Q9，秒指示電路的9根列線依次分別與IC9、IC10、IC11的27個輸入端連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述秒指示電子鐘，其特征是發(fā)光元件中的L26-L34采用雙色發(fā)光元件(3)，發(fā)光元件L26-L34的第一正極依次分別與IC9、IC10、IC11的9個輸出端連接，IC8的9個輸出端Q1-Q9依次分別與L26-L34的第二正極連接。
4.如權(quán)利要求1所述秒指示電子鐘，其特征是表盤(1)可為多邊形或圓形或橢圓形。
專利摘要本實用新型涉及一種秒指示電子鐘，它是在表盤(1)的中央安裝有數(shù)字顯示的“時”、“分”及“日期”的電子鐘顯示部分，在表盤(1)的周邊均勻分布有60只用以指示“秒”的發(fā)光元件，并附帶電子秒擺以模擬機械鐘表的鐘擺的擺動效果的電子鐘。本實用新型具有鐘面簡潔大方，顯示效果生動，計時精確，夜視效果好，成本低，使用壽命長，顯示與指示相結(jié)合，兼實用和裝飾于一體的特點，既適用于廳堂居室和政府機關(guān)、企事業(yè)單位辦公室，也適用于銀行、賓館、車站、機場等公共場所。
文檔編號G04G9/00GK2566310SQ0227714
公開日2003年8月13日 申請日期2002年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者賀明望 申請人:賀明望